WO2021188016A1 - Укачивающий матрас - Google Patents

Укачивающий матрас Download PDF

Info

Publication number
WO2021188016A1
WO2021188016A1 PCT/RU2021/050036 RU2021050036W WO2021188016A1 WO 2021188016 A1 WO2021188016 A1 WO 2021188016A1 RU 2021050036 W RU2021050036 W RU 2021050036W WO 2021188016 A1 WO2021188016 A1 WO 2021188016A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mattress
substrate
user
linear
support base
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/050036
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Илья Ефимович ВОРОНИН
Original Assignee
Илья Ефимович ВОРОНИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Илья Ефимович ВОРОНИН filed Critical Илья Ефимович ВОРОНИН
Publication of WO2021188016A1 publication Critical patent/WO2021188016A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C23/00—Spring mattresses with rigid frame or forming part of the bedstead, e.g. box springs; Divan bases; Slatted bed bases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/002—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons having adjustable mattress frame
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/05—Parts, details or accessories of beds

Definitions

  • the invention relates to solutions for furniture for relaxation, in particular, to intelligent beds, namely, rocking mattresses, beds or other furniture for relaxation and sleep, made with the possibility of swinging with three degrees of freedom.
  • rocking increases blood and lymph circulation.
  • the heart can pump blood and nutrients into cells, but the body needs movement to flush out toxins from cells. It is known that people without enough movement or who are bedridden can quickly develop serious health problems. For example, after surgery, patients may be asked to stand up and move as soon as possible, even if they are exhausted and in pain. Therefore, rocking can speed up recovery from surgery and reduce pain.
  • the main technical problem of the rocking bed is the limited possibilities of changing the rocking mode, the controllability of these parameters without human intervention, and the cumbersomeness of the systems for realizing the movement of the mattress block.
  • Many of the known devices require a special design, which involves high manufacturing costs.
  • the present invention relates to an electric rocker, and more specifically, relates to an electric rocker capable of automatically allowing a mattress to move forward, backward and diagonally when a toddler or child is sleeping to induce deep sleep ; and, in addition, repeatedly performs acupressure of the sole of the sleeping baby's foot to stimulate the growth point.
  • the present invention comprises: a bed frame; first to fourth electrically actuated ball cylinders; spring ball cylinder; base plate of the mattress; mattress; device for acupressure of the foot; one or more far infrared lamps; and a controller.
  • the disadvantages of this solution include the limited choice of the swing mode, the presence of an external frame, ball joints, which are the ends of vertical propellers not attached to the base of the mattress, support and stabilization of the mattress position due to springs attached to the external frame, and not due to horizontal guides, increased risk of operation, because hand or foot or fingers can get caught in the gap
  • an intelligent rocking bed solution containing a plurality of horizontal and vertical electronic actuators connected to the frame and made with the possibility of joint rocking the bed in three or more dimensions according to a given program for a given period of time (US 2017318978).
  • the bed with an intelligent drive is equipped with a variety of vertical and horizontal actuators in contact with the rolling frame.
  • the electronic actuators are configured to act in conjunction to provide the ability to simulate the wave swing.
  • the bed device is also equipped with a digital processor configured to control the electric drive of the actuators to ensure their multidirectional and simultaneous movements in a given rocking mode of the bed, simulating swinging on waves.
  • This bed with an intelligent drive also additionally includes a drive mechanism designed to connect the swing frame with actuators and mechanically provide multidirectional and simultaneous wave movements of the berth in three dimensions.
  • the disadvantages of this solution include the limited choice of the swing mode and the realized wave motions, since the proposed control mechanism allows realizing only one wave-like trajectory of motion set by the upper engine with a flywheel and an eccentric.
  • this solution is characterized by a low level of safety for the user, due to the placement of the actuators against the frame, in the immediate vicinity of the user. Without protection, the risk of injury from contact with the mechanisms of the device is extremely high. At the same time, the localization of the actuators along the frame contour limits the controllability by the swing mode, creating excessive loads on the structure.
  • This solution does not provide for the possibility of implementing transverse movements and / or independent longitudinal movements of the bed, has a high noise level, which in total reduces the level of comfort of using the bed of this design.
  • this decision can be taken as a prototype.
  • the technical problem solved by the claimed invention is to propose a device for a swinging mattress that provides a simple and effective multifunctional solution with a wide range of choice of operating mode and their application.
  • the technical result achieved by the claimed invention consists in increasing the performance characteristics of the rocking mattress, by expanding the possibilities for implementing the rocking mode, increasing the level of comfort, control and safety of the rocking mattress device, as well as increasing the sound insulation of the structure.
  • a rocking bed which includes at least a sleeping place provided with a substrate along the lower base and a support base, coupled with a control device including at least a device for vertical movement of the sleeping place installed on the support the base, connected to the device for controlling the software and hardware method of the rocking modes of the berth, which differs from the prototype in that - the substrate is made rigid and non-deformable with the formation of a continuous surface;
  • the device for vertical movement includes a system of linear actuators distributed over the area of the upper surface of the support base and the lower surface of the substrate with vertically oriented extending rods articulated with the substrate, and a device for supporting the vertical position of the linear actuators;
  • the linear drives of the vertical linear movement device are configured with the possibility of swinging the sleeping place, coupled with the substrate, with three degrees of freedom, including plane-parallel movement along the vertical direction and turns around the longitudinal and transverse axis, with the possibility of changing the position of the sleeping place while maintaining the flat shape substrates in one or more planes simultaneously in accordance with a given software and hardware mode;
  • the rocker mattress is additionally equipped with a soundproofing device.
  • the support base can be made in the form of a rigid volumetric non-deformable structure, which provides a stable equilibrium position of the swinging mattress.
  • the device for supporting the vertical position of linear drives can contain a system of rigid non-deformable spacers between the nearest linear drives, which are attached to the outer parts of the casings of the linear drives.
  • the substrate can be additionally equipped with elastic rotation compensation devices located along its lower surface, coaxially with the rods of linear actuators, with the possibility of fixing the upper end of the rod in the groove of the compensation device and maintaining its vertical position when turning the berth
  • the sleeping place can be made in the form of an elastic mat tightly connected to the substrate with the possibility of synchronous movement with the substrate in accordance with a predetermined hardware-software swing mode, without displacing the adjacent surfaces of the substrate and the elastic mat relative to each other.
  • the elastic mat can be connected to the substrate by a detachable connection and made in the form of a spring, springless, orthopedic mattress or a shape memory mattress, and the attachment of the elastic mat to the adjacent side of the substrate can be made in the form of a Velcro strip located on the mating surfaces.
  • the noise insulation device can be made composite, including a system of distributed local contours of noise insulation in the form of a local shell around each linear drive and a surface contour of noise insulation in the form of a single shell enclosing outside the lower surface of the support base and the upper surface of the substrate connected to each other along the contour by the lateral surface of the shell of the surface contour of the noise insulation.
  • the shell of the local and surface contour of noise insulation preferably, is made multi-layer, where each layer consists of rhomboid fragments of noise-absorbing materials fastened together with an "accordion", with the possibility of stretching the shell when extending the rod and folding when the rod is pulled in, and each shell of the local contour of noise insulation is attached from above to the bottom surface of the substrate, and from below to the top surface of the support base
  • control device at least includes:
  • the peripheral devices at least include a system of sensors for measuring the physiological parameters of the user, a system of sensors for the position of the user's body, at least fixing the pressure of the user's body on the upper supporting surface of the sleeping place, and a sleep tracker made with the possibility of registering the user's EEG ...
  • controller can be configured with the ability to perform the following actions:
  • the interface for input and exchange of information between the control device and the user can be built into the control panel.
  • the interface for input and exchange of information between the control device and the user can be configured in software and hardware based on a wearable or stationary computing device.
  • An embodiment is also possible, according to which the interface for input and exchange of information between the control device and the user is additionally equipped with voice and / or touch control functions.
  • the rocker mattress can be additionally equipped with a cooling system for electric motors and / or the upper surface of the bed, a battery supplying linear actuators and / or a battery as a backup power source, and / or an electronic voltage surge protection system, and short-circuit currents.
  • the rocking mattress can also be additionally equipped with a cover, the shell of which covers the sleeping place, a support base with linear actuators installed on it with vertically oriented rods or a support, a support base with linear actuators with vertically oriented rods mounted on it.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a swinging mattress, a sectional view with a plane-parallel position of the berth in the lower position;
  • FIG. 2 is a schematic representation of a swinging mattress, a sectional view with a plane-parallel position of the berth in the upper position;
  • FIG. 3 schematic representation of a rocking mattress, sectional view with an inclined bed position
  • the claimed solution of a rocking mattress is a household frameless interactive device equipped with a vertical displacement device designed for comfortable rest, relaxation and sleep, driven, in accordance with the presented embodiment, by a system of linear drives that ensure the implementation of smooth reciprocating oscillatory movements of the berth with amplitude, frequency and shape set in manual or automatic mode.
  • the rocking mattress structurally consists of a support base 1, with linear drives 2 dispersed over the surface of the base installed vertically, perpendicular to its upper surface.
  • Linear actuators 2, containing at least the housing of the yoke 6 and the sliding rods 3, are interconnected by a system of rigid, non-deformable struts 7 of the device for supporting the vertical position of the linear actuators.
  • the linear drives, together with the device for supporting them in the vertical position form a device for vertical movement of the berth, connected to the device for controlling the rocking modes of the berth (in the diagrams fig. 1-3 not shown).
  • the retractable rods 3 of the actuators 2 are mated with the substrate 4 of the berth 5, located above the support base.
  • the lower surface of the substrate at the interface with the rods of the linear drives is equipped with elastic devices for compensating rotation, in particular, according to the attached examples of implementation (Figs. 1-3), made in the form of an elastic insert 12, covering the free end of the rod 3.
  • the design of the swinging mattress is equipped with two contours of noise insulation, one of which is local and is implemented in the form of a system of local 8 shells of noise insulation formed around each linear actuator 2.
  • the second contour of noise insulation is a surface 9 contour, made in the form of a single shell covering outside the lower surface of the support base 1 and the upper surface of the substrate 4, connected to each other along the contour by the lateral surface of the shell of the surface 9 contour of noise insulation.
  • the entire structure of the rocker mattress is equipped with a single external protective cover 10.
  • the support base 1 in the general case, is a rigid volumetric non-deformable structure, made, for example, in the form of a parallelepiped.
  • the support base is a supporting structure and is designed to provide a stable equilibrium position of the rocker mattress in a static or dynamic state, both when used as an independent bed, and as part of bed structures or other options for relaxation furniture.
  • the support base 1 is made in the form of a closed hollow structure, the internal volume of which is divided by transverse partitions 11, which form additional stiffeners that allow to strengthen the structure of the support base, increasing its stability and overall performance.
  • this kind of design allows, additionally, safely for the user, to place communication lines in the base cavity connecting the drives at least with the controller of the control device 13, as well as with a power source, which can also be installed in the base cavity (in the drawings not shown).
  • a power source which can also be installed in the base cavity (in the drawings not shown).
  • the embodiment of the support base presented in the diagrams of Figs. 1 to 4 is only one of the possible variants of its implementation, which can be any support and frame structures known from the art.
  • the support base 1 is made of rigid, non-deformable plastic or metal, or other materials that provide the specified properties and are selected taking into account the load created by the pressure of the swinging mattress in operation and the installed vertical movement devices that ensure a safe operation of the swinging mattress.
  • the edges and corners of the support base can be protected with damping pads or inserts, for example made of rubber.
  • the vertical movement device installed on the upper surface of the support base is intended for static and dynamic, smooth, reciprocating change in the position of the bed relative to the fixed support base, i.e. one of the possible swing modes.
  • the vertical movement device consists of two main components - a system of vertically located linear drives 2, mounted on the upper part of the support base at a right angle, and a device for supporting the vertical position of linear drives - a system of rigid non-deformable spacers 7 between the nearest linear drives.
  • Linear drives 2 used in the presented embodiment as mobile devices for vertical movement are electromechanical converters of the rotational motion of an electric motor powered from a single-phase household power supply or from a battery, into translational movement of the rod in both directions, along the vertical axis, by means of a backlash-free ball screw or roller-screw transmission, or linear motion transmission.
  • Linear drives are preferably equipped with an automatic stopper, which ensures the rigidity of the structure and the absence of the effect of slipping of the screw under load when the electric motors are turned off.
  • any of those known in the prior art can be used as drives, for example, electromechanical, electromagnetic, magneto-mechanical, hydraulic, pneumatic, acting due to magnetic fluid or due to chemical processes in engines. , mixed type, etc.
  • all linear actuators are the same in design, while, the powers of the electric motors of linear drives can be either the same, in one of the possible embodiments, or different.
  • the second component of the vertical displacement device is a device for supporting the vertical position of linear drives, in the illustrated embodiment, made in the form of a system of rigid non-deformable spacers 7 parallel to the plane of the support base, connecting the linear drives closest to each other, provides rigid fixation of the linear drives in the vertical position on the support base 1.
  • Spacers are attached to the casings 6 of the rods 3 and form a single rigid structure of vertical linear drives and spacers distributed over the upper surface of the support base.
  • the spacers 7 serve to increase the stability and safety of the structure of the rocking mattress as a whole; they also increase the rigidity of the single vertical structure of the linear actuator system and can be duplicated to increase the rigidity of the structure.
  • the spacers can be made, for example, of metal or plastic, having sufficient rigidity to ensure operation under the influence of high static and dynamic loads caused by the implementation of any of the preset or user-defined swing modes.
  • the joints of the rods 3 with the substrate 4 of the berth 5 are equipped with elastic rotation compensation devices 12 located on the lower surface of the substrate, coaxially with the rods of the linear drives ...
  • rotational compensation devices have elastic properties and can have various designs known from the prior art and used for this purpose.
  • the rotation compensation devices can be made in the form of an elastic rubber insert built into the bed substrate with a groove to cover the mating free end of the stem. In this case, the rotation compensation device can be made fixed on the surface of the substrate.
  • Synchronous vertical movements of the rods cause movement of the bed substrate: plane-parallel movements of the bed bed along the vertical axis, its rotations relative to the longitudinal and transverse horizontal axes and the superposition of movement and turns.
  • plane-parallel movements the mating point of the rods of the linear actuators is invariable relative to the substrate of the berth. With such a movement, the linear distances between the rods at the attachment point on the support base are equal to the corresponding distances between the rods at the interface with the bedding substrate.
  • the insert due to the properties of elasticity and elasticity, allows the rotation of the position relative to the vertically oriented rod without deviating from the perpendicular position and maintaining the flat shape of the substrate, without deformation of the position and rods, thereby eliminating the possibility of failure of both linear actuators and the substrate mattress, in case of deviation of the rods from the vertical direction.
  • the rigid substrate 4 is connected to the sleeping place 5 and is located along its lower surface.
  • the substrate consists of two main elements - a rigid inelastic and non-deformable plate, which is the mover of the upper elastic berth and the rotational compensation devices 12, discussed above, inserted into the above plate.
  • a rigid non-deformable substrate provides the possibility of realizing plane-parallel movement in the vertical direction, as well as turns around the longitudinal and transverse axis of the mattress without changing the shape of the mattress, that is, while maintaining the plane-parallel shape of its upper and lower bases during movement.
  • rigid, durable and lightweight materials for example, rigid polymeric materials, plastics, composite or wood materials, etc.
  • the actual sleeping place 5, fixed on the substrate 4 from above, is an elastic mat, which is directly a mattress intended for resting the user.
  • an elastic mat any bed mattress known from the prior art can be used, for example, a spring, springless, orthopedic, memory foam mattress or other design.
  • the design of an elastic mat (mattress) used for the practical implementation of an element of the design of a sleeping place is not the subject of the present invention and can be of any design that is compatible with a rigid substrate and performs the main function of a sleeping place - to ensure the comfort of the user on a rocking mattress during rest, relaxation and sleep. that is, the function of an ordinary mattress.
  • the upper elastic mat (berth) is removably attached (not shown in the drawings) to the substrate, for example, with Velcro, Velcro tapes or other detachable connection known from the prior art, ensuring that there is no slippage between the substrate of the berth and the berth itself.
  • the linear drives are equipped with a driver and / or a controller (not shown in the drawings), coupled with a device for controlling the swing modes.
  • the specified driver and / or controller of the linear drive can be made both built into the drive structure, and in the form of a separate unit connected by communication lines with the drive mechanisms of the rods.
  • linear actuator drivers are devices that control the operation of linear actuators by regulating (changing) control commands from the controller of the control device, the amount of electricity and the quality characteristics of the electrical signal coming to the electric motors of linear actuators and the parameters of its transformation ...
  • the torque and angular frequency of rotation of the linear drive actuator By regulating the current strength, voltage and other qualitative characteristics of the electrical signal supplied to the linear drive from the driver, the torque and angular frequency of rotation of the linear drive actuator, which in the considered embodiment is the rod, is set, in the case of a ball-screw linear drive actuator or roller-screw type, or force and linear speed for linear actuator.
  • the accuracy of maintaining the parameters of the rod movement is monitored by feedback sensors.
  • the characteristics of the rotational movement of the electric motor are linearly, with a constant conversion factor over the entire range of rotation of the electric motor, are converted into the corresponding final characteristics of the translational movement stem (positioning of the start and end points of movement, movement mode, speed and acceleration, etc.).
  • the positioning accuracy is monitored when implementing the stem movement function in drives using a linear actuator, for example, stepping ones.
  • linear drives are controlled by a control controller included in the control device (not shown in the drawings).
  • the control controller (controller) is equipped with software and hardware that ensures the selection and implementation of the specified operating modes with variable characteristics.
  • control device for a motion sickness mattress consists of at least the following interconnected elements:
  • a database stored in the memory of, for example, the aforementioned controller, containing a plurality of scenarios of the sleeping berth swing modes and an array of data of control commands in manual and automatic modes, generating and / or transmitting the sleeping berth swing control commands to the controller;
  • - communication means of the controller with the vertical movement device peripheral and user devices equipped with interfaces for input and exchange of information between them, - drivers of linear drives, for example, which are, coupled with the controller and motors of linear drives, devices that directly control the operation of linear drives by regulating the amount of electricity consumed by the electric motors of linear drives by means of control commands from the controllers of the rocker mattress,
  • peripheral devices at least including a system of sensors for measuring the physiological parameters of the user, the position of the user's body, at least fixing the pressure of the user's body on the upper supporting surface of the sleeping place, a sleep tracker made with the possibility of registering the user's EEG.
  • an external device for storing and processing information which is, for example, a computing device with a large memory capacity and high computing power.
  • These devices allow for centralized management of a network of rocking mattresses, recognition, storage, sorting, processing and analysis of personal information about the physiological and / or psycho-emotional state of the user, the development of individual scenarios for each user of the rocking mattress operation, service functions of interaction with the user and the control system.
  • the interfaces for entering control commands by the user and the exchange of information between the control device and the user can be implemented as follows:
  • the sensory surface can be located on the upper and / or on the side of the bed at the level of the hands.
  • the input of commands can be carried out by the user through a tactile device for entering commands by the user, without visual control, for example, by associating tactile command input devices with the touch screen (surface) and processor, tactile manipulations on the touch screen with a preset in the base control device data commands or control scripts.
  • the tactile input of commands can be carried out, for example, with the help of a force sensor, by entering commands by means of: a) drawing the simplest figures - a cross, an oval, a spiral, an exclamation mark, b) tapping one or more fingers on the touch panel, c) directed movement of the fingers of the hand clockwise or counterclockwise d) movement of the fingers similar to increasing or decreasing the picture of a smartphone, etc.
  • the user can program the controller of the control device to be triggered after two or three times manipulations corresponding to the selected motion association and the control command preset in the controller of the rocker mattress control device.
  • a system of sensors connected to the control device allows fine adjustment of the operating mode selected by the user, at the same time increasing the level of comfort and safety of the rocking bed operation, since the operating mode is preferably adapted to the individual characteristics of the physiological and psycho-emotional state of the user in the automatic mode.
  • the sensors for measuring the physiological parameters (physiological state) of the user are designed to monitor these parameters in dynamics and can include the following sensors configured in any combination, the parameters of which are automatically in real time fed to the controller of the control device through a converter (not shown in the drawings): sensors that measure pulse, respiration (for example, recording the user's breathing - inhalation and exhalation of air), temperature, blood pressure, accelerometers, etc.
  • sensors that measure pulse for example, recording the user's breathing - inhalation and exhalation of air
  • temperature for example, recording the user's breathing - inhalation and exhalation of air
  • blood pressure for example, blood pressure
  • accelerometers accelerometers, etc.
  • both contact and non-contact sensors wearable by the user can be used, for example, in the form of sensors built into wearable smart gadgets, and external sensor systems or built into the structure of a motion sickness mattress or bed linen, made to ensure the safe operation of the device and the reliability of the readings obtained.
  • the measured parameters enter the converters in the form of analog or digital electromagnetic signals, where each of the signals is converted in real time by the converter into a digital code, read by the controllers of the rocker mattress control device and external information storage and processing devices and sent to the above devices. Conversion of signals of physiological parameters of the user is carried out by converters simultaneously and in parallel for all signals.
  • the data received from the physiological state sensors of the user allows to provide the solution of the following problems of the control of the motion sickness mattress:
  • a sleep tracker can be used, which is a device that records an electroencephalogram (EEG) of the user's brain in real time during the user's falling asleep and sleeping.
  • EEG electroencephalogram
  • a tracker is used made in the form of a hoop, cap or tiara, worn on the head; it is also possible to make the tracker in the form of EEG sensors mounted in a pillow.
  • the measured EEG parameters are automatically in real time fed to the converter (converters) of the control device, where they are converted into digital codes and sent to an external device for storing and processing information and to the controllers of the rocker mattress control device.
  • the specified EEG data can be stored in the memory of an external device for storing and processing information, thereby making it possible to obtain the chronology of changes in the monitored parameters and, accordingly, to more accurately adjust the operating modes of the rocking bed, thereby providing increased comfort and safety of its operation.
  • the user's body pressure sensors located on the upper surface of the berth which determine the user's body pressure on various parts of the berth, can be used.
  • the user's body pressure sensor system is designed to register the user's motor activity during falling asleep and during sleep and to automatically stop the rocking motion of the motion sickness mattress when the user leaves it, or when the user's body position changes from lying to sitting, as well as when the user gets up with their feet or knees on the motion sickness mattress - that is, when the user's body position changes when the dynamic functions of the rocking bed are redundant or hazardous to the user.
  • Pressure sensors can be made both wired and wireless, connected to the controller of the control device via communication lines through a converter that converts the sensor data into control signals.
  • the above-mentioned signal converters of the control device devices known from the prior art can be used that perform in real time parallel, simultaneous and independent from each other conversion of analog or digital signals of the physiological state sensors of the user, the sleep tracker, the pressure sensors of the user's body and the command input interfaces.
  • control into digital codes understood by the external storage and processing device and the controller of the rocker mattress control device, as well as the parallel and simultaneous sending of the converted digital codes to the external storage and information processing device and to the controllers of the control device.
  • the control device of the rocker mattress can contain one converter device, or a system of converters, all or part of which can be built-in sensors, interfaces, sleep tracker or controller of the system control device.
  • the basis of the device for controlling the rocking mattress rocking modes and its operation as a whole is the controller of the control device, which can be both a single programmable device and a system of such devices with their own computing processors and memory, generating commands for controlling the movement of linear drives or translating control commands for linear drives. drives received from other controllers, for example, peripheral devices, sensors, external storage and information processing devices, etc.
  • the controllers of the control device can be made in the form of a single block with linear drive drivers connected in parallel to it, or a group of controllers each of which controls one of the drives or a group of drives, of several blocks with different control hierarchies, from physical and / or virtual blocks, which are control programs for linear drives and swing modes, etc.
  • control of all actuators and devices, as well as interaction with all structural elements of the rocker mattress, including sensor systems, interface systems, as well as external devices for storing and processing information is carried out via communication lines organized by wired and / or wireless.
  • Controllers of the control device can operate in an active mode, when control commands are received directly from the awake user or in offline mode when the user is sleeping, and the controllers generate control commands based on the input information contained in digital codes received by the controllers from the sensor system through a converter (converters ).
  • the forms of reciprocating vibrations of the rocker mattress, the amplitude and frequency of these vibrations, their changes and transitions from one modes of operation to other modes are pre-programmed and stored in the form of catalogs or libraries, at least in the memory database of the controller of the control device and / or external information storage and processing devices.
  • New modes of operation, new in shapes, amplitudes or frequencies, modes of oscillation of the rocker mattress are processed by the controller of the control device and / or using a preinstalled application and / or software according to a preset algorithm and saved as an indexed script in the above memory database of the controller of the control device and / or an external device for storing and processing information.
  • the choice of one of the specified swing (operation) modes is carried out on the basis of signals received from the sensor system of the control device (not shown in the drawings), as well as the user command input devices provided by the command input interface implemented in the system.
  • Data recorded by sensors or commands entered by users are sent through the command input interface to the swing mode control device in the form of signals, where they are decoded using a converter, converted according to a preset algorithm into a digital code and fed to the controller, where, in turn, in comparison with those stored in controller memory database with data swing scenarios are converted into preset controller commands sent to the motors of linear drives.
  • Electric motors of linear drives perform the number of revolutions (fractions of revolutions) specified by the controller with a given speed and acceleration of rotation, due to which a set of parameters of the movement of the rod of each linear drive in time is formed, which determines the amplitude of displacements, speed, acceleration, etc.
  • sensors in the control device makes it possible to automate the selection of the operating mode according to their indications.
  • the possibility of adjusting the operating mode, its parameters, as well as the direct setting of one of the preset modes, that is, the functioning of the motion sickness mattress in the active mode is provided by the presence of devices for entering user commands, for example, by means of a microphone, a control panel, a smartphone, other wearable or stationary computer means (tablet, laptop, built-in touch terminal, etc.).
  • the sensors and / or user command input devices in order to enable communication with the control device, are equipped with a software and hardware interface for user command input, connected via wired or wireless communication lines with the control controller, in particular, through the interface coupled with the controller. control converter.
  • the synchronism of the linear drives operation provides three independent degrees of freedom of movement of the bed of the swinging mattress: vertical plane-parallel movement along the vertical axis at any given time speed (when the coordinates of the vertically oriented rods of all linear drives are the same at each moment of time), rotation relative to the longitudinal horizontal axis with any given angular velocity from time to time (when the coordinates of vertically oriented rods of linear drives are in antiphase with respect to the longitudinal axis, and the amplitudes of the extension of the rods are proportional to the distance from the screw to the longitudinal axis) and rotation about the transverse horizontal axis with any given angular velocity (when the coordinates of the vertically oriented rods of linear drives are in antiphase with respect to the transverse horizontal axis, and the amplitudes of the extension of the rods are proportional to the distance from the screw to the transverse horizontal axis).
  • the operating characteristics for example, speed, amplitude, frequency, slope, etc.
  • the operating characteristics can be adjusted automatically (according to the readings of the sensor system) or set by the user by directly specifying the values using the control panel. or other devices for entering user commands, which provides a wide variability of the forms of oscillatory movements implemented by the claimed design of the rocker mattress.
  • the optimal number of linear drives of the vertical movement device is determined by a combination of technical and technological factors: the weight of the rocking mattress, the power consumption of the electric motors, the power and kinematic characteristics of the linear drives, their reliability and failure-free operation, the vibration and noise levels during the operation of the linear drives of the vertical movement device, the reliability of the device synchronization of the operation of linear drives, etc.
  • the exact location of linear actuators on the upper surface of the support base depends on their number, power, layout of functional and structural units, and noise insulation requirements.
  • the maximum number of vertical linear drives is limited by the physical dimensions of the vertical movement device support by the physical dimensions of the linear drives, that is, by the possibility of their placement on the vertical movement device support base.
  • the rocker mattress In a static position, the rocker mattress is a regular mattress. Due to automatic locking devices in linear drives, operating both with applied voltage and without electrical load, there are no backlash and slippage in linear drives under the weight of the device itself and with the user lying (standing, sitting, jumping) on it, which ensures safe and comfortable mode of operation of the device.
  • the linear actuators used as part of the structure of the claimed invention and the structure as a whole may be required to provide sound insulation.
  • the device of the rocker mattress is equipped with a noise isolation device consisting of two circuits - a system of distributed local 8 circuits of noise isolation in the form of a local shell around each linear actuator and surface 9 contour, in the form of a single shell covering the outside of the lower surface of the support base and the upper surface of the substrate connected to each other along the contour by the lateral surface of the shell of the noise insulation contour.
  • the noise isolation device must provide a noise level of no more than 25 dB.
  • the local contour of noise insulation is a multilayer shell, where each layer consists of diamond-shaped fragments of noise-absorbing materials fastened together with an "accordion", made with the possibility of stretching the shell when extending the rod and folding when the rod is retracted.
  • each shell of the local contour is made encompassing on the lateral surface the housing of the holder of the linear drive, connected from above to the lower surface of the substrate, and from below to the upper surface of the support base.
  • Each layer of the local soundproofing shell is made of sound-absorbing material designed to absorb a specific spectrum of noise.
  • the number of layers of the local contour depends on the required technical parameters of noise insulation.
  • the surface contour of noise insulation has a structure and composition similar to the local contour.
  • the structure of the motion sickness mattress is preferably provided with a protective cover made in the form of a single removable shell covering the structure of the rolling mattress as a whole.
  • the protective cover prevents the penetration of dust, dirt, liquid into the structure, minimizing the risks of damage to the device, increasing its performance, in particular its service life. which excludes the possibility of injury to the user during the active operation of the movement and / or transformation mechanism.
  • the protective cover is made of an elastic, resilient fabric to enhance the protective properties of the cover.
  • the outer contour of the swinging mattress can be equipped with ultrasonic sensors, the activation of which, at any crossing of the contour of the device, stops the operation of the actuators.
  • the rocking bed can be additionally equipped with a cooling system for electric motors and / or the upper surface of the berth, a battery supplying linear drives and / or a battery as a backup power source, and / or an electronic protection system against voltage surges and short currents. closures.
  • the presented example of implementation of the claimed invention is one of the preferred variants of its execution, since it provides a high degree of compactness of the structure and comfort and safety of operation, since the forces transmitted from the linear displacement devices to the mattress are evenly distributed over the entire surface of the mattress substrate, allowing you to control the mode of its movement with high adjustment accuracy and ensure comfortable and safe operating conditions.
  • the claimed design of the rock sickness mattress due to the placement of linear actuators distributed over the surface of the support base and the bed base, devices for supporting the actuators in the vertical position and rotation compensation, as well as the presence of noise isolation contours that provide noise isolation of the drives and the structure as a whole, in combination with the ability to control the swing modes in automatic and manual mode, taking into account the current state of the user, provides an increase in the performance characteristics of the rocker mattress, by expanding the possibilities for implementation of the rocking mode, increasing the level of comfort, control and safety of operation of the device of the rocking mattress, as well as increasing the sound insulation of the structure.

Abstract

Изобретение относится к решениям мебели для отдыха, в частности, выполненным с возможностью качания с тремя степенями свободы. Достигаемый технический результат заключается в повышении уровня комфортности, контроля и безопасности эксплуатации, повышения шумоизоляции конструкции. Укачивающий матрас включает спальное место, снабженное по нижнему основанию жесткой плоской подложкой, и опорное основание, снабженное системой распределенных по верхней поверхности основания системой линейных приводов. Линейные приводы снабжены устройством поддержания вертикального положения, а штоки приводов шарнирно соединены с нижней поверхностью жесткой подложки посредством устройства компенсации поворотов. Матраса снабжен устройством шумоизоляции, содержащим два контура шумоизоляции, а система линейных приводов соединена с устройством управления, выполненным с обеспечением возможности формирования управляющих команд управления и коррекции режимов качания.

Description

УКАЧИВАЮЩИЙ МАТРАС
Описание изобретения
Назначение и область применения
Изобретение относится к решениям мебели для отдыха, в частности, к интеллектуальным кроватям, а именно, к укачивающим матрасам, кроватям или иной мебели для отдыха и сна, выполненным с возможностью качания с тремя степенями свободы.
Предшествующий уровень техники
Хорошо известно, что медленное колебательное движение, прикладываемое к кровати для взрослых или детей, вызывает сон, а также успокаивающий эффект. Качающаяся или качающаяся кровать может также помочь людям с нарушениями сна достичь полноценного ночного сна без необходимости использования лекарств.
Некоторые исследования показали, что покачивание усиливает кровообращение и циркуляцию лимфы. Сердце может качать кровь и питательные вещества в клетки, но, чтобы вывести токсины из клеток, организму требуется движение. Известно, что у людей без достаточного движения или прикованных к постели могут быстро развиться серьезные проблемы со здоровьем. Например, после операции пациентов могут попросить встать и начать двигаться как можно скорее, даже если они истощены и испытывают боль. Поэтому покачивание может ускорить восстановление после операции и уменьшить боль.
Основной технической проблемой кровати-качалки является ограниченные возможности смены режима покачивания, контролируемость данных параметров без вмешательства человека, громоздкость систем реализации движения матрасного блока. Многие из известных устройств требуют специальной конструкции, которая подразумевает большие производственные затраты.
Тем не менее, большинство качающихся кроватей повторяют легкое покачивание лодки в море, либо посредством медленного колебательного механизма, либо путем создания вибрации.
Из публикации патента US 3934283 известно решение кровати-качалки, в которой использует два вибрационных двигателя, которые прикреплены к противоположным рельсовым участкам каркаса кровати. Данная конструкция вызывает вибрацию всей конструкции кровати, включая ножки, а также неявно и пол, что приводит к преждевременному механическому износу, а также не обеспечивает разнообразие режима качания, реализуемых в устройстве.
В предшествующем уровне техники известно решение раскрытое в патентной публикации KR101731220 Данное изобретение относится к электрической качалке и, более конкретно, относится к электрической качалке, способной автоматически позволять матрасу двигаться вперед, назад и в диагональном направлении, когда малыш или ребенок спит, чтобы вызвать глубокий сон; и, кроме того, многократно выполняет точечный массаж подошвы стопы спящей малышки, чтобы стимулировать точку роста. Для достижения этого настоящее изобретение содержит: каркас кровати; шаровые цилиндры с электрическим приводом с первого по четвертый; пружинный шариковый цилиндр; опорная плита матраса; матрас; устройство точечного массажа стопы; одна или несколько дальних инфракрасных ламп; и контроллер. К числу недостатков данного решения следует отнести ограниченный выбор ежима качания, наличие внешнего каркаса, шаровых шарниров, являющихся оконечниками вертикальных движителей, не прикреплённых к основанию матраса, осуществление поддержки и стабилизации положения матраса за счет пружин, прикрепленных к внешнему каркасу, а не за счет горизонтальных направляющих, повышенная опасность эксплуатации, т.к. рука или нога или пальцы могут попасть в щель
Также из предшествующего уровня техники известно решение интеллектуальной качающейся кровати содержащее множество горизонтальных и вертикальных электронных приводов, соединённых с рамой и выполненных с возможностью совместного для качания кровати в трёх и более измерениях по заданной программе в течение заданного периода времени (US 2017318978). В данном решении кровать с интеллектуальным приводом, снабжена множеством вертикальных и горизонтальных исполнительных механизмов, контактирующих с рамой качения. При этом электронные исполнительные механизмы сконфигурированы с возможностью действовать совместно, для обеспечения возможности имитации волнового качания. Устройство кровати также снабжено цифровым процессором, сконфигурированным для управления электрическим приводом исполнительных механизмов для обеспечения их разнонаправленных и одновременных движений в заданном режиме качании спального места, имитирующего качание на волнах. Данная кровать с интеллектуальным приводом, также дополнительно включает в себя приводной механизм, предназначенный для соединения рамы качания с исполнительными механизмами и механического обеспечения разнонаправленных и одновременных волновых движений спального места в трех измерениях. К числу недостатков данного решения следует отнести ограниченный выбор режима качания и реализуемых волновых движений, поскольку предложенный механизм управления позволяет реализовать лишь одну волнообразную траекторию движения, задаваемого верхним двигателем с маховиком и эксцентриком. Кроме того, данное решение характеризуется низким уровнем безопасности для пользователя, в виду размещения исполнительных устройств по контру рамы, в непосредственной близости от пользователя. Не имея защиты, риск получения травмы от соприкосновения с механизмами устройства чрезвычайно высок. При этом локализация исполнительных устройств по контуру рамы, ограничивает управляемость режимом качания, создавая избыточные нагрузки на конструкцию. Данное решение не предусматривает возможность реализации поперечных перемещений и/или независимых продольных перемещений спального места, имеет высокий уровень шума, что в совокупности снижает уровень комфортности эксплуатации кровати данной конструкции. По совокупности существенных признаков данное решение может быть принято за прототип.
Сущность изобретения
Техническая задача, решаемая заявленным изобретением, заключается в предложении устройства укачивающего матраса, обеспечивающего простое и эффективное многофункциональное решение, с широким спектром выбора режима эксплуатации и их применения.
Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении эксплуатационных характеристик укачивающего матраса, за счет расширении возможностей по реализации режима качания, повышения уровня комфортности, контроля и безопасности эксплуатации устройства укачивающего матраса, а также повышения шумоизоляции конструкции.
Заявленный технический результат достигается тем, что используют укачивающий матрас, включающий, по меньшей мере, спальное место, снабженное по нижнему основанию подложкой, и опорное основание, сопряженные с устройством управления, включающим, по меньшей мере, устройство вертикального перемещения спального места, установленное на опорном основании, соединенное с устройством управления программно-аппаратным способом режимами качания спального места, отличающийся от прототипа тем, что - подложка выполнена жесткой и недеформируемой с образованием сплошной поверхности;
- устройство вертикального перемещения включает систему распределенных по площади верхней поверхности опорного основания и нижней поверхности подложки линейных приводов с вертикально ориентированными выдвижными штоками, шарнирно сопряженными с подложкой, и устройство поддержки вертикального положения линейных приводов;
- причем, линейные приводы устройства вертикального линейного перемещения сконфигурированы с обеспечением возможности качания спального места, сопряженного с подложкой, с тремя степенями свободы, включая плоскопараллельное перемещение вдоль вертикального направления и повороты вокруг продольной и поперечной оси, с возможностью изменения положения спального места при сохранении плоской формы подложки в одной или нескольких плоскостях одновременно в соответствии с заданным программно-аппаратным образом режимом;
- а укачивающий матрас дополнительно снабжен устройством шумоизоляции.
В возможном варианте осуществления заявленного изобретения, опорное основание может быть выполнено в виде жесткой объемной недеформируемой конструкции, обеспечивающей устойчивое равновесное положение укачивающего матраса. При этом, устройство поддержки вертикального положения линейных приводов может содержать систему жестких недеформируемых распорок между ближайшими линейными приводами, крепящихся к внешним частям обойм штоков линейных приводов. Причем, подложка дополнительно может быть снабжена упругими устройствами компенсации поворота, расположенными по ее нижней поверхности, соосно штокам линейных приводов, с обеспечением возможности фиксации верхнего конца штока в пазе устройства компенсации и поддержания его вертикального положения при поворотах спального места
В еще одном варианте осуществления изобретения, спальное место может быть выполнен в виде упругого мата плотно соединенного с подложкой с обеспечением возможности синхронного перемещения с подложкой в соответствии с заданным программно-аппаратным образом режимом качания, без смещения смежных поверхностей подложки и упругого мата относительно друг друга. При этом упругий мат может быть соединен с подложкой разъемным соединением и выполнен в виде пружинного, беспружинного, ортопедического матраса или матраса с памятью формы, а крепление упругого мата к смежной стороне подложки может быть выполнено в виде ленты велкро, располагаемой на сопрягаемых поверхностях.
Согласно заявленному решению изобретения, при любом возможном варианте его осуществления устройство шумоизоляции может быть выполнено составным, включающим систему распределенных локальных контуров шумоизоляции в виде локальной оболочки вокруг каждого линейного привода и поверхностного контура шумоизоляции в виде единой оболочки охватывающей снаружи нижнюю поверхность опорного основания и верхнюю поверхность подложки, соединенных между собой по контуру боковой поверхностью оболочки поверхностного контура шумоизоляции. При этом оболочка локального и поверхностного контура шумоизоляции, предпочтительно, выполнена многослойной, где каждый слой состоит из скрепленных между собой «гармошкой» ромбовидных фрагментов шумопоглощающих материалов, с возможностью растяжения оболочки при выдвижении штока и сложения при втягивании штока, а каждая оболочка локального контура шумоизоляции присоединена сверху к нижней поверхности подложки, а снизу - к верхней поверхности опорного основания
В возможном варианте осуществления устройство управления, по меньшей мере, включает:
- базу данных, содержащую множество сценариев режимов качания спального места и массив данных команд управления в ручном и автоматическом режимах, вырабатывающих и/или транслирующих команды управления качанием спального места;
- программируемый контроллер;
- средства коммуникации контроллера с устройством вертикального перемещения, периферийными и пользовательскими устройствами, снабженными интерфейсами ввода и обмена информацией между ними;
- драйверы линейных приводов сопряженными с контроллером и двигателями линейных приводов;
- конверторы, преобразующие сигналы интерфейсов, датчиков, треккера сна в цифровые коды, распознаваемые контроллером внешнее устройство хранения и обработки информации соединённое посредством проводных или беспроводных средств коммуникации с контроллером. - при этом периферийные устройства, по меньшей мере, включают систему датчиков измерения физиологических параметров пользователя, систему датчиков положения тела пользователя, по меньшей мере, фиксацией давления тела пользователя на верхнюю опорную поверхность спального места, и треккер сна, выполненный с обеспечением возможности регистрации ЭЭГ пользователя.
Причем, контроллер может быть сконфигурирован с возможностью осуществлять следующие действия:
- синхронизацию перемещений штоков линейных приводов;
- мониторинг активности периферийных и пользовательских устройств;
- выбор из имеющегося множества режимов качаний спального места, режима соответствующего показаниям датчиков периферийных устройств и команд, формируемых на их основе и заданных пользовательскими устройствами;
- формирование и передачу управляющих команд драйверам линейных приводов, в соответствии с выбранным режимом качания и/или принудительной остановки.
При этом, в еще одном возможном варианте осуществления заявленного изобретения, интерфейс ввода и обмена информацией между устройством управления и пользователем может быть выполнен встроенным в пульт управления. Тогда как в другом варианте осуществления, интерфейс ввода и обмена информацией между устройством управления и пользователем может быть при этом сконфигурирован программно-аппаратным образом на основе носимого или стационарного компьютерного устройства. Возможен также вариант осуществления, согласно которому, интерфейс ввода и обмена информацией между устройством управления и пользователем дополнительно снабжен голосовыми и/или сенсорными функциями управления.
В другом варианте осуществления заявленного изобретения, укачивающий матрас может быть дополнительно снабжен системой охлаждения электрических двигателей и/или верхней поверхности спального места, аккумулятором, питающим линейные приводы и/или аккумулятором в качестве резервного источника питания, и/или электронной системой защиты от скачков напряжения и токов короткого замыкания.
Кроме того, согласно заявленному решению изобретения, укачивающий матрас также может быть дополнительно снабжен чехлом, оболочка которого охватывает спальное место, опорное основание с установленными на нем линейными приводами с вертикально ориентированными штоками или подложку, опорное основание с установленными на нем линейными приводами с вертикально ориентированными штоками.
Краткое описание чертежей.
Заявленное решение изобретения поясняется следующими иллюстративными материалами:
Фиг. 1 - схемное представление укачивающего матраса, вид в сечении с плоскопараллельным положением спального места в нижнем положении;
Фиг. 2 - схемное представление укачивающего матраса, вид в сечении с плоскопараллельным положением спального места в верхнем положении;
Фиг. 3 - схемное представление укачивающего матраса, вид в сечении с наклонным положением спального места
Для специалиста в данной области техники очевидно, что представленные иллюстративные материалы отражают только некоторые из возможных вариантов осуществления заявленного изобретения не могут служить основанием для его ограничения.
Осуществимость заявленного изобретения.
Заявленное решение укачивающего матраса представляет собой бытовое бескаркасное интерактивное устройство, снабженное устройством вертикального перемещения, предназначенное для комфортного отдыха, релаксации и сна, приводимое в движение, в соответствии с представленным примером осуществления, системой линейных приводов, обеспечивающих реализацию плавных возвратно- поступательных колебательных движений спального места с задаваемой в ручном или автоматическом режиме амплитудой, частотой и формой.
Как следует из представленных на иллюстративных материалах фиг.1-3, примеров осуществления заявленного решения, матрас-качалка конструктивно состоит из опорного основания 1, с установленными на нем вертикально, перпендикулярно его верхней поверхности, линейными приводами 2, рассредоточенными по поверхности основания. Линейные приводы 2, содержащие, по меньшей мере, корпус обоймы 6 и выдвижные штоки 3, соединены между собой системой жестких, недеформируемых распорок 7 устройства поддержки вертикального положения линейных приводов. При этом, линейные приводы совместно с устройством поддержки их в вертикальном положении образуют устройство вертикального перемещения спального места, соединенное с устройством управления режимами качания спального места (на схемах фиг. 1-3 не показан). Выдвижные штоки 3 приводов 2, сопряжены с подложкой 4 спального места 5, располагаемых над опорным основанием. При этом, нижняя поверхность подложки по месту сопряжения со штоками линейных приводов снабжена упругими устройствами компенсации поворота, в частности, согласно приставленным примерам осуществления (фиг.1-3), выполненного в виде упругой вставки 12, охватывающей свободный конец штока 3.
Конструкция укачивающего матраса, согласно представленным примерам осуществления, снабжена двумя контурами шумоизоляции, один из которых, является локальным и реализован в виде системы локальных 8 оболочек шумоизоляции образованных вокруг каждого линейного привода 2. Второй контур шумоизоляции является поверхностным 9 контуром, выполненным в виде единой оболочки охватывающей снаружи нижнюю поверхность опорного основания 1 и верхнюю поверхность подложки 4, соединенных между собой по контуру боковой поверхностью оболочки поверхностного 9 контура шумоизоляции.
Вся конструкция укачивающего матраса снабжена единым внешним защитным чехлом 10.
Опорное основание 1, в общем случае, представляет собой жесткую объемную недеформируемую конструкцию, выполненную, например, в форме параллелепипеда. В составе общего решения укачивающего матраса, опорное основание является несущей конструкцией и предназначено для обеспечения устойчивого равновесного положения укачивающего матраса в статическом или динамическом состоянии, как при его использовании в качестве самостоятельного спального места, так и в составе конструкций кровати или иных вариантов мебели для отдыха. В представленном примере осуществления заявленного изобретения (фиг.1-3) опорное основание 1 выполнено в виде замкнутой полой конструкции, внутренний объем которой разделен поперечными перегородками 11, образующими дополнительные ребра жесткости, позволяющие упрочить конструкцию опорного основания, повысив его устойчивость и общие эксплуатационные характеристики. В частности, такого рода конструкция позволяет дополнительно, безопасно для пользователя, размещать в полости основания коммуникационные линии, связывающие приводы, по меньшей мере, с контроллером устройства управления 13, а также с источником питания, которые также могут быть установлены в полости основания (на чертежах не представлены). Однако, для специалиста в данной области техники очевидно, что представленный на схемах фиг.1 - 4 вариант реализации опорного основания является только одним из возможных вариантов его осуществления, в качестве которого могут быть использованы любые известные из данной области техники опорные и рамные конструкции. Предпочтительно, опорное основание 1, изготавливается из жесткого, недеформируемого пластика или металла, либо иных материалов, обеспечивающих указанные свойства и выбираемых с учетом нагрузки, создаваемой давлением укачивающего матраса в режиме эксплуатации и установленными устройствами вертикального перемещения, обеспечивающими безопасный режим эксплуатации укачивающего матраса. Для предотвращения травм пользователя, края и углы опорного основания могут быть защищены демпфирующими накладками или вставками, например, выполненными из резины.
Установленное на верхней поверхности опорного основания устройство вертикального перемещения предназначено для статического и динамического, плавного, возвратно-поступательного изменения положения спального места относительно неподвижного опорного основания, т.е. одного из возможных режимов качания. Как уже ранее указывалось, устройство вертикального перемещения состоит из двух основных компонентов - системы вертикально расположенных линейных приводов 2, крепящихся на верхней части опорного основания под прямым углом, и устройства поддержки вертикального положения линейных приводов - системы жестких недеформируемых распорок 7 между ближайшими линейными приводами.
Линейные приводы 2, используемые в представленном примере осуществления в качестве подвижных устройств вертикального перемещения, представляют собой электромеханические преобразователи вращательного движения электрического двигателя, питающегося от однофазной бытовой электросети или от аккумулятора, в поступательное перемещение штока в обоих направлениях, вдоль вертикальной оси, посредством безлюфтовой шарико-винтовой или ролико-винтовой передачи, либо передачи линейного перемещения. Линейные приводы, предпочтительно, снабжены автоматическим стопором, обеспечивающим жесткость конструкции и отсутствие эффекта проскальзывания винта под нагрузкой при выключенных электродвигателях. Для специалиста в данной области техники очевидно, что в качестве приводов могут быть использованы любые из известных в уровне техники, например, электро- механические, электромагнитные, магнито-механические, гидравлические, пневматические, действующие за счет магнитной жидкости или за счет химических процессов в двигателях, смешанного типа и т.п. В рамках устройства вертикального перемещения все линейные приводы являются одинаковыми по конструкции, при этом, мощности электрических двигателей линейных приводов могут быть как одинаковыми, в одном из возможных вариантов осуществления, так и различными.
Второй компонент устройства вертикального перемещения - устройство поддержки вертикального положения линейных приводов, в представленном примере осуществления выполненное в виде системы жестких недеформируемых распорок 7 параллельных плоскости опорного основания, соединяющих между собой ближайшие друг другу линейные приводы, обеспечивает жесткую фиксацию линейных приводов в вертикальном положении на опорном основании 1. Распорки крепятся к обоймам 6 штоков 3 и образуют единую жесткую конструкцию распределенных по верхней поверхности опорного основания вертикальных линейных приводов и распорок. Таким образом, распорки 7 служат для увеличения устойчивости и безопасности конструкции укачивающего матраса в целом, в также увеличивают жесткость единой вертикальной конструкции системы линейных приводов и могут дублироваться для увеличение жесткости конструкции. В частном случае, распорки могут быть выполнены, например, из металла или пластика, обладающих достаточной жесткостью для обеспечения работы под воздействием высоких статичных и динамических нагрузок, вызванных реализацией любого из предустановленных или заданных пользователем режима качания.
Для поддержания вертикальной ориентации штоков линейных приводов в области спального места, а также обеспечения комфортности и безопасности эксплуатации конструкции в целом, места соединение штоков 3 с подложкой 4 спального места 5 снабжены упругими устройствами компенсации поворота 12, расположенными по нижней поверхности подложки, соосно штокам линейных приводов. Поддержка положения штоков в вертикальном положении вне зависимости от поворотов подложки спального места, в частности, обеспечивается за счет реализации шарнирного соединения концов штоков с подложкой, либо иного вида соединения, обеспечивающего повороты подложки, совместно со спальным местом, вызванные перемещениями штоков вдоль вертикальной оси при сохранении неизменности плоской конфигурации подложки и вертикальной ориентации штоков. В общем случае, устройства компенсации поворотов обладают упругими свойствами и могут иметь различные конструкции, известные из уровня техники и применяемые по данному назначению. В частности, согласно представленному примеру осуществления (фиг.1-3) устройства компенсации поворотов могут быть выполнены в виде встроенной в подложку спального места упругой резиновой вставки с пазом для охвата сопрягаемого свободного конца штока. При этом, устройство компенсации поворота может быть выполнено закрепленным на поверхности подложки.
Синхронные вертикальные перемещения штоков вызывают движение подложки спального места: плоскопараллельные перемещения подложки спального места вдоль вертикальной оси, ее повороты относительно продольной и поперечной горизонтальных осей и суперпозиции перемещения и поворотов. При плоскопараллельных перемещениях, место сопряжения штоков линейных приводов неизменно относительно подложки спального места. При таком движении линейные расстояния между штоками в месте крепления на опорном основании равны соответствующим расстояниям между штоками в месте сопряжения с подложкой спального места. При повороте подложки спального места относительно горизонтальной оси место точка первоначального места сопряжения штока с подложкой при плоскопараллельном расположении подложки смещается на расстояние AL от первоначального положения, которое может быть определено следующим образом: AL=L-(l/cosA - 1), где L - расстояние между осями штоков на опорном основании, А - угол наклона подложки спального места относительно опорного основания. Вставка, за счет свойств упругости и эластичности, позволяет обеспечить поворот положки относительно вертикально ориентированного штока без его отклонения от перпендикулярного положения и с сохранением плоской формы подложки, без деформации положки и штоков, устраняя тем самым возможность выхода из строя как линейных приводов, так и подложки матраса, в случае отклонения штоков от вертикального направления.
В соответствии с заявленным изобретением, жесткая подложка 4 соединена со спальным местом 5 и расположена вдоль его нижней поверхности. При этом, подложка состоит из двух основных элементов - жесткой неупругой и недеформируемой плиты, являющейся движителем верхнего упругого спального места и вставленных в вышеуказанную плиту устройств компенсации поворотов 12, рассмотренных выше. Жесткая недеформируемая подложка обеспечивает возможность реализации плоскопараллельного перемещения в вертикальном направлении, а также поворотов вокруг продольной и поперечной оси матраса без изменения формы матраса, т.е с сохранением плоскопараллельной формы его верхнего и нижнего оснований при перемещениях. При выборе материалов для изготовления подложки предпочтение отдают, жестким, прочным и имеющим малый вес материалам, например, жестким полимерным материалам, пластикам, композиционным или древесным материалам и т.п.
Собственно само спальное место 5, закрепленное на подложке 4 сверху, представляет собой упругий мат, являющийся непосредственно матрасом, предназначенным для отдыха пользователя. В качестве упругого мата может быть использован любой известный из уровня техники кроватный матрас, например, пружинный, беспружинный, ортопедический, матрас на основе пены с памятью формы или иного конструктивного исполнения. Конструкция упругого мата (матраса) используемого для практической реализации элемента конструкции спального места не является предметом настоящего изобретения и может быть любой конструкции, совместимой с жесткой подложкой и выполняющей основную функцию спального места - обеспечение комфорта пользователя на укачивающем матрасе во время отдыха, релаксации и сна, то есть функция обычного матраса. Верхний упругий мат (спальное место) съемно крепится (на чертежах не представлено) к подложке, например, липучками, лентами велкро или иным, известным из уровня техники, разъемным соединением, обеспечивающим отсутствие проскальзывания между подложкой спального места и непосредственно спальным местом.
Для реализации режима линейного перемещения штоков каждого из приводов устройства вертикального перемещения, линейные приводы снабжены драйвером и/или контроллером (на чертежах не представлены), сопряженных с устройством управления режимами качания. При этом, указанные драйвер и/или контроллер линейного привода может быть выполнен как встроенным в конструкцию привода, так и в виде отдельного блока, связанного линиями коммуникациями с приводными механизмами штоков. Как известно из уровня техники, драйверы линейных приводов представляют собой устройства, управляющие работой линейных приводов за счет регулирования (изменения) посредством команд управления, поступающих с контроллера устройства управления, количества электроэнергии и качественных характеристик электрического сигнала поступающего к электрическим двигателям линейных приводов и параметров его преобразования. За счет регулирования силы тока, напряжения и иных качественных характеристик электрического сигнала, поступающего на линейный привод от драйвера, задается момент и угловая частота вращения исполнительного механизма линейного привода, которым в рассматриваемом примере осуществления является шток, в случае использования исполнительного механизма линейного привода шарико-винового или ролико-винтового типа, либо усилие и линейная скорость для исполнительного механизма линейного перемещения. Точность поддержания параметров перемещения штока отслеживается датчиками обратной связи. За счет безлюфтовой роликово-винтовой линейного привода, характеристики вращательного движения электрического двигателя (угол поворота нарастающим итогом, с учетом полного поворота, скорость и ускорение поворота) линейно, с постоянным коэффициентом преобразования на всем диапазоне вращения электрического двигателя, преобразуются в соответствующие конечные характеристики поступательного движение штока (позиционирование начальной и конечной точки перемещения, режим перемещения, скорость и ускорение и т.п.). Аналогичным образом контролируется точность позиционирования и при реализации функции перемещения штока в приводах с использованием исполнительного механизма линейного перемещения, например, шаговых.
Согласно заявленному решению, управление линейными приводами осуществляется контроллером управления, входящим в состав устройства управления (на чертежах не представлен). При этом контролер управления (контроллер) снабжен программно-аппаратными средствами, обеспечивающими выбор и реализацию заданных режимов эксплуатации с изменяемыми характеристиками. В качестве такого контролера управления может быт использован любой известный в данной области техники программируемый контроллер, используемый, например, в носимых и стационарных программируемых смарт-устройствах (гаджетах).
При этом, согласно заявленному изобретению, устройство управления укачивающим матрасом состоит, по меньшей мере, из следующих взаимосвязанных между собой элементов:
- по меньшей мере, одного вышеуказанного программируемого контроллера - вырабатывающего и/или транслирующего команды управления линейными приводами и направляющих эти команды к линейным приводам,
- базы данных, хранящейся в памяти, например, вышеуказанного контроллера, содержащей множество сценариев режимов качания спального места и массив данных команд управления в ручном и автоматическом режимах, вырабатывающих и/или транслирующих команды управления качанием спального места на контроллер;
- средства коммуникации контроллера с устройством вертикального перемещения, периферийными и пользовательскими устройствами, снабженными интерфейсами ввода и обмена информацией между ними, - драйверов линейных приводов, например, представляющих собой, сопряженные с контроллером и двигателями линейных приводов, устройства непосредственно управляющие работой линейных приводов за счет регулирования посредством команд управления, поступающих с контроллеров укачивающего матраса, количества электроэнергии, потребляемой электрическими двигателями линейных приводов,
- периферийных устройств, по меньшей мере, включающих систему датчиков измерения физиологических параметров пользователя, положения тела пользователя, по меньшей мере, фиксацией давления тела пользователя на верхнюю опорную поверхность спального места, треккер сна, выполненный с обеспечением возможности регистрации ЭЭГ пользователя.
- конверторов, преобразующих сигналы интерфейсов, датчиков, треккера сна в цифровые коды, распознаваемые контроллером внешнее устройство хранения и обработки информации соединённое посредством проводных или беспроводных средств коммуникации с контроллером.
- внешнего устройства хранения и обработки информации, представляющего собой, например, вычислительное устройство с большой емкостью памяти и с большой вычислительной мощностью. Данные устройства позволяют осуществлять централизованное управление сетью укачивающих матрасов, распознавание хранение, сортировку, обработку и анализ персональной информации о физиологическом и/или психоэмоциональном состоянии пользователя, выработку для каждого пользователя индивидуальных сценариев эксплуатации укачивающего матраса, сервисные функции взаимодействия с пользователем и системой управления.
Интерфейсы ввода команд управления пользователем и обмена информацией между устройством управления и пользователем, согласно заявленному изобретению могут быть реализованы следующим образом:
- в виде голосового ввода пользователем команд управления режимами эксплуатации укачивающего матраса и голосовой обмен информацией между пользователем и устройством управления укачивающим матрасом. Голосовые команды пользователя распознаются и преобразуемых конвертором устройства управления в предустановленные в базе данных сценарии режимы эксплуатации и/или команды управления указанных режимов, после чего они направляются на исполнительные механизмы и устройства. Данный вариант реализации интерфейса предполагает наличие микрофона и аудиовыхода в конструкции укачивающего матраса и может быть реализован с встроенной функцией голосового помощника, реализованного посредством Интернет связи, либо автономно, посредством линий коммуникаций и предустановленных в базе данных сценариев, или иным, известным из уровня техники голосового интерфейса управления объектами,
- в виде ввода команд управления посредством пульта управления укачивающим матрасом, связанного по проводным или беспроводным линиям коммуникации с контроллером устройства управления,
- в виде ввода команд управления через приложение в смартфоне или ином носимом или стационарном гаджете пользователя, связанное по линиям беспроводной связи с контроллером управления устройства управления укачивающим матрасом. Посредством установленного в гаджете приложения также может происходить обмен информацией между пользователем и контроллером устройства управления, в том числе, реализованный, например, в виде чатов, видеочатов, ботов и т.п.,
- в виде сенсорного ввода команд управления укачивающего матраса. В частном случае реализации, сенсорная поверхность может быть расположена на верхней и/или на боковой части спального места на уровне кистей рук. В данном случае, ввод команд может осуществляться пользователем посредством тактильного устройства ввода команд пользователем, без зрительного контроля, например, посредством ассоциирования с помощью сопряженных с сенсорным экраном (поверхностью) датчиков и процессора устройства тактильного ввода команд, тактильных манипуляций на сенсорном экране с предустановленным в базе данных устройства управления командами или сценариями управления. При этом, тактильный ввод команд может осуществляться, например, с помошью датчика силы, путем ввода команд посредством: а) рисования простейших фигур - крестик, овал, спираль, восклицательный знак, б) постукиванием одним или несколькими пальцами по сенсорной панели, в) направленным движение пальцев кисти руки по или против часовой стрелки г) движением пальцев аналогичным увеличению или уменьшению картинки смартфона и т.п. Для подтверждения команды пользователь может запрограммировать контроллер устройства управления на срабатывание после двухкратных или трехкратных манипуляций соответствующих выбранной ассоциации движения и команды управления, предустановленной в контроллере устройства управления укачивающим матрасом.
Система датчиков, соединенных с устройством управления, в общем случае, обеспечивает точную настройку выбранного пользователем режима эксплуатации, одновременно повышая уровень комфорта и безопасности эксплуатации укачивающего матраса, поскольку режим эксплуатации, предпочтительно, адаптирован под индивидуальные особенности физиологического и психоэмоционального состояния пользователя в автоматическом режиме.
Так, датчики измерения физиологических параметров (физиологического состояния) пользователя предназначены для контроля данных параметров в динамике и могут включать следующие датчики, сконфигурированные в любом сочетании, параметры которых автоматически в режиме реального времени поступают в контроллер устройства управления через конвертер (на чертежах не представлены): датчики измеряющие пульс, дыхание (например, фиксирующие дыхание пользователя - вдыхание и выдыхание воздуха), температуру, артериальное давление, датчики- акселерометры и т.п. В качестве указанных датчиков физиологического состояния могут использоваться как носимые пользователем контактные и бесконтактные датчики, например, в виде встроенных в носимые смарт-гаджеты датчиков, так и внешние системы датчиков или встроенные в конструкцию укачивающего матраса или пастельное белье, выполненные с обеспечением безопасности эксплуатации устройства и достоверности получаемых показаний. Измеряемые параметры поступают в конверторы в виде аналоговых или цифровых электромагнитных сигналов, где каждый из сигналов в режиме реального времени преобразуется конвертором в цифровой код, читаемый контроллерами устройства управления укачивающего матраса и внешними устройствами хранения и обработки информации и направляются на вышеуказанные устройства. Преобразование сигналов физиологических параметров пользователя осуществляется конверторами одновременно и параллельно по всем сигналам.
Данные, получаемые от датчиков физиологического состояния пользователя позволяют обеспечить решение следующих задач управления укачивающим матрасом:
- хранения и обработки информации о физиологическом состоянии пользователя в режиме реального времени на внешних устройствах хранения и обработки информации, что позволяет в динамике корректировать режим эксплуатации укачивающего матраса в соответствии с предустановленными в базе данных и контроллере устройства управления сценариев эксплуатации матраса;
- обобщенного измерения параметров сна пользователя - продолжительности и смена фаз сна, оценки сна, оптимизируя на их основании параметры режима качания, - выработки команд контроллерами устройства управления для корректировки и/или смены режима качания матраса в зависимости от динамики изменения измеряемых датчиками параметров физиологического состояния пользователя;
- выработки команд управления внешним устройством хранения и обработки информации для устройства управления режимам эксплуатации укачивающего матраса на основании текущего анализа изменения измеряемых параметров и их ретроспективной оценки за предустановленный период наблюдения. Данный режим контроля параметров позволяет наиболее точным образом выработать наиболее оптимальный, с точки зрения безопасности пользователя, режим эксплуатации укачивающего матраса при выборе любого режима качания и их модификаций.
Для более точной оценки общего физиологического состояния пользователя и текущих параметров сна может быть использован треккер сна, представляющий собой устройство, в режиме реального времени регистрирующее электроэнцефалограмму (ЭЭГ) головного мозга пользователя в течение засыпания и сна пользователя. Для использования в домашних условиях используют треккер, выполненный в виде обруча, шапочки или диадемы, надеваемых на голову, возможно также выполнение треккера в вид датчиков по измерению ЭЭГ, вмонтированных в подушку. Измеряемые параметры ЭЭГ автоматически в режиме реального времени поступают в конвертор (конверторы) устройства управления, где преобразуются в цифровые коды и направляются на внешнее устройство хранения и обработки информации и в контроллеры устройства управления укачивающим матрасом. Указанные данные ЭЭГ могут храниться в памяти внешнего устройства хранения и обработки информации, позволяя тем самым получать хронологию изменения контролируемых параметров и соответственно более точно корректировать режимы эксплуатации укачивающего матраса, обеспечивая тем самым повышенный комфорт и безопасность его эксплуатации.
В качестве датчиков безопасности эксплуатации могут использоваться, например, датчики давления тела пользователя, расположенные на верхней поверхности спального места, определяющие давление тела пользователя на различные части спального места, Система датчиков давления тела пользователя предназначена для регистрации двигательной активности пользователя в период засыпания и в течение сна и для автоматической остановки режима качания укачивающего матраса при его покидании пользователем, либо при изменении положения тела пользователя с лежачего на сидячее, а также при вставании пользователя ногами или коленями на укачивающий матрас - то есть при изменении положения тела пользователя, когда динамические функции укачивающего матраса являются избыточными или опасными для пользователя. Датчики давления, могу быть выполнены как проводными, так и беспроводными, связанными с контроллером устройства управления по линиям коммуникационной связи через конвертор, преобразующий данные датчика в управляющие сигналы.
В качестве вышеуказанных конверторов сигналов устройства управления могу быть применены известные из уровня техники устройства, осуществляющие в режиме реального времени параллельное, одновременное и независимое друг от друга преобразование аналоговых или цифровых сигналов датчиков физиологического состояния пользователя, треккера сна, датчиков давления тела пользователя и интерфейсов ввода команд управления в цифровые коды, понимаемые внешним устройством хранения и обработки информации и контроллером устройства управления укачивающего матраса, а также параллельную и одновременную отправку преобразованных цифровых кодов на внешнее устройство хранения и обработки информации и на контроллеры устройства управления. Устройство управления укачивающего матраса может содержать одно устройство конвертора, либо систему конверторов, все или часть которых может быть выполненными встроенными в датчики, интерфейсы, треккер сна или контроллер устройства управления системы. Данные варианты осуществления являются лишь некоторым примерами возможного осуществления конвертора в соответствии с изобретением. Для специалиста в данной области техники, очевидно, что возможно применение и иных вариантов осуществления конверторов, обеспечивающих аналогичный заявленному технический результат.
Основой устройства управления режимами качания укачивающего матраса и его эксплуатации в целом служит контроллер устройства управления, который может представлять собой как единичное программируемое устройство, так и систему таких устройств, обладающих собственными вычислительными процессорами и памятью, вырабатывающих команды управления движением линейных приводов или транслирующих команды управления линейными приводами, полученными от других контроллеров, например, периферийных устройств, датчиков, внешних устройств хранения и обработки информации и т.п. Конструктивно контроллеры устройства управления могут быть выполнены в виде единого блока с параллельно подключенными к нему драйверами линейных приводов, либо группы контроллеров каждый из которых управляет одним из приводов или группой приводов, из нескольких блоков с различной иерархией управления, из физических и/или виртуальных блоков, являющихся программами управления линейных приводов и режимами качания и т.п. При этом, управление всеми исполнительными механизмами и устройствами, а также взаимодействие со всеми элементами конструкции укачивающего матраса, включая систем датчиков, системы интерфейса, а также внешние устройства хранение и обработки информации осуществляется по линиям коммуникации, организованных проводным и/или беспроводным способом.
Контроллеры устройства управления могут функционировать в активном режиме, когда команды управления поступают непосредственно от бодрствующего пользователя или в автономном режиме, когда пользователь спит, а контроллеры вырабатывают команды управления на основании входящей информации, содержащейся в цифровых кодах, получаемых контроллерами от системы датчиков через конвертор (конверторы).
Формы возвратно-поступательных колебаний укачивающего матраса, амплитуды и частоты этих колебаний, их изменения и переходы из одних режимов функционирования в другие режимы заранее программируются и хранятся в виде каталогов или библиотек, по меньшей мере, в базе данных памяти контроллера устройства управления и/или внешнего устройства хранения и обработки информации. Новые режимы функционирования, новые по формам, амплитудам или частотам способы колебаний укачивающего матраса обрабатываются контролером устройства управления и/или с помощью предустановленного приложение и/или программного обеспечения по предустановленному алгоритму и сохраняются в виде индексированного сценария в вышеуказанную базу данных памяти контроллера устройства управления и/или внешнего устройства хранения и обработки информации.
Выбор одного из заданных режимов качания (эксплуатации) осуществляется на основании сигналов получаемых от системы датчиков устройства управления (на чертежах не представлены), а также устройств ввода команд пользователя предусмотренных реализованным в системе интерфейсом ввода команд. Данные регистрируемые датчиками или команды вводимые пользователями поступают через интерфейс ввода команд в устройство управления режимами качания в виде сигналов, где они при помощи конвертора расшифровываются, преобразуются по предустановленному алгоритму в цифровой код и поступают в контроллер, где в свою очередь, в сопоставлении с хранящимися в базе данных памяти контроллера данными сценариев качания, преобразуются в предустановленные команды контроллера, поступающие на электродвигатели линейных приводов.
Электродвигатели линейных приводов совершают заданное контроллером количество оборотов (доли оборотов) с заданной скоростью и ускорением вращения, за счет чего формируется набор параметров движения штока каждого линейного привода во времени, определяющий амплитуду перемещений, скорость, ускорение и т.п.
Включение в состав устройства управления датчиков позволяет автоматизировать выбор режима эксплуатации по их показаниям. Тогда как возможность корректировки режима эксплуатации, его параметров, а также прямое задание одного из предустановленных режимов, то есть функционирование укачивающего матраса в активном режиме, обеспечивается наличием устройств ввода команд пользователя, например, посредством микрофона, пульта управления, смартфона, иным носимым или стационарным компьютерным средством(планшет, ноутбук, встроенный сенсорный терминал и т.п.). В обоих случаях, датчики и/или устройства ввода команд пользователя, для обеспечения возможности коммуникации с устройством управления, снабжены реализованным программно-аппаратным образом интерфейсом ввода команд пользователя, соединенным по проводным или беспроводным линиям коммуникации с контроллером управления, в частности, через сопряженный с контроллером управления конвертор. Таким образом, обеспечивается расширение эксплуатационных возможностей укачивающего матраса и безопасность его эксплуатации, за счет вариативности выбора режима качания и возможности гибкой адаптации выбранного режима качания с учетом актуального состояния пользователя, минимизируя риск причинения вреда его здоровью.
Возможность реализации предустановленных режимов эксплуатации обеспечивается синхронной работой линейных приводов совместно и/или по отдельности, и/или группами в соответствии с заданным режимом управления алгоритмом.
Синхронность работы линейных приводов обеспечивает три независимых степени свободы перемещения спального места укачивающего матраса: вертикальное плоскопараллельное перемещение вдоль вертикальной оси с любой заданной от времени скоростью (когда координаты вертикально ориентированных штоков всех линейных приводов одинаковы между собой в каждый момент времени), поворот относительно продольной горизонтальной оси с любой заданной от времени угловой скоростью (когда координаты вертикально ориентированных штоков линейных приводов находятся в противофазе относительно продольной оси, а амплитуды выдвижения штоков пропорциональны расстоянию от винта до продольной оси) и поворот относительно поперечной горизонтальной оси с любой заданной от времени угловой скоростью (когда координаты вертикально ориентированных штоков линейных приводов находятся в противофазе относительно поперечной горизонтальной оси, а амплитуды выдвижения штоков пропорциональны расстоянию от винта до поперечной горизонтальной оси).
При этом рабочие характеристики (например, скорость, амплитуда, частота, угол наклона и т.п.) каждого режима, как было ранее указано, могут быть отрегулированы автоматически (по показаниям системы датчиков) или заданы пользователем посредством прямого указания значений с помощью пульта управления или иных устройств ввода команд пользователя, что обеспечивает широкую вариативность форм колебательных движений, реализуемых заявленной конструкцией укачивающего матраса.
Для обеспечения вышеуказанных вариантов перемещений матраса необходимо не менее 3-х линейных приводов, штоки которых расположенных не на одной прямой и рассредоточены по поверхности подложки матраса. Жесткая недеформируемая конструкция подложки спального места накладывает ограничения на перемещения штоков, т.к. сопряженные с подложкой окончания штоков должны постоянно находиться в одной плоскости, что требует синхронизации движений штоков приводов, предпочтительно, программным способом. Оптимальное количество линейных приводов устройства вертикального перемещения определяется совокупностью технических и технологических факторов: весом укачивающего матраса, потребляемой мощностью электродвигателей, силовыми и кинематическими характеристиками линейных приводов, их надежностью и безотказностью в работе, уровнями вибрации и шума при работе линейных приводов устройства вертикального перемещения, надежностью устройства синхронизации функционирования линейных приводов и т.п. Точное расположение линейных приводов на верхней поверхности опорного основания зависит от их количества, мощности, компоновки функциональных и конструктивных блоков, требованиям к шумоизоляции. В общем случае, максимальное количество вертикальных линейных приводов ограничено физическими размерами опорного основания устройства вертикального перемещения физическими размерами линейных приводов, то есть возможностью их размещения на опорном основании устройства вертикального перемещения. В статическом положении укачивающий матрас представляет собой обычный матрас. За счет автоматических стопорных устройств в линейных приводах, действующих как при поданном напряжении, так и без электрической нагрузки, отсутствуют люфты и проскальзывания в линейных приводах под тяжестью самого устройства и с лежащим (стоящим, сидящим, прыгающем) на нем пользователем, что обеспечивает безопасный и комфортный режим эксплуатации устройства.
Исходя из требований безопасности эксплуатации укачивающего матраса, а также обеспечения комфортного режима засыпания и сна, к линейным приводам, используемым в составе конструкции заявленного изобретения и конструкции в целом, могут быть предъявлены требования обеспечения шумоизоляции.
В составе заявленного изобретения, устройство укачивающего матраса снабжено устройством шумоизоляции, состоящим из двух контуров - систему распределенных локальных 8 контуров шумоизоляции в виде локальной оболочки вокруг каждого линейного привода и поверхностного 9 контура, в виде единой оболочки охватывающей снаружи нижнюю поверхность опорного основания и верхнюю поверхность подложки, соединенных между собой по контуру боковой поверхностью оболочки контура шумоизоляции. Устройство шумоизоляции должно обеспечить уровень шума не выше 25 дБ.
При этом, локальный контур шумоизоляции представляет собой многослойную оболочку, где каждый слой состоит из скрепленных между собой «гармошкой» ромбовидных фрагментов шумопоглощающих материалов, выполненных с возможностью растяжения оболочки при выдвижении штока и сложения при втягивании штока. При этом, каждая оболочка локального контура выполнена охватывающей по боковой поверхности корпус обоймы линейного привода, соединенной сверху с нижней поверхностью подложки, а снизу - с верхней поверхностью опорного основания. Каждый слой локальной шумоизоляционной оболочки изготавливается из шумопоглощающего материала, рассчитанного на поглощение определенного спектра шумов. Количество слоев локального контура зависит от требуемых технических параметров шумоизоляции. Поверхностный контур шумоизоляции имеет структуру и состав аналогичный локальному контуру. Материалы слоев шумопоглощения, предпочтительно, изготовлены из натуральных и синтетических тканных и нетканых материалов. Количество слоев и состав материалов в локальных и поверхностном контурах шумоизоляции может быть разным. Согласно заявленному решения изобретения, конструкция укачивающего матраса, предпочтительно, снабжена защитным чехлом, выполненным в виде единой съемной оболочки, охватывающей конструкцию укатывающего матраса в целом. Защитный чехол препятствует проникновению внутрь конструкции пыли, грязи, жидкости, минимизируя риски повреждения устройства, повышая его эксплуатационные характеристики, в частности срок его службы Эксплуатация заявленного устройства укачивающего матраса в любом режиме обладает высоким уровнем безопасности за счет изоляции всех движущихся частей устройства внутри защитного чехла, что исключает возможность травмирования пользователя при активной работе механизма перемещения и/или трансформации. Предпочтительно, защитный чехол выполнен из эластичной, упругой ткани, что позволяет усилить защитные свойства чехла.
Наружный контур укачивающего матраса может быть снабжен ультразвуковыми датчиками, срабатывание которых при любом пересечении контура устройства останавливает работу приводов.
Для повышения безопасности эксплуатации конструкции укачивающий матрас может быть дополнительно снабжен системой охлаждения электрических двигателей и/или верхней поверхности спального места, аккумулятором, питающим линейные приводы и/или аккумулятором в качестве резервного источника питания, и/или электронной системой защиты от скачков напряжения и токов короткого замыкания. Данные средства повышения безопасности эксплуатации укачивающего матраса могут быть осуществлены любым, известным из уровня техники способом, с применением известных конструктивных решений, материалов и технологий, применимых в данной области техники.
Представленный пример осуществления заявленного изобретения является одним из предпочтительных вариантов его исполнения, поскольку обеспечивает высокую степень компактности конструкции и комфортность и безопасности эксплуатации, т.к. усилия передаваемые от устройств линейного перемещения матрасу равномерно распределены по всей поверхности подложки матраса, позволяя управлять режимом его перемещения с высокой точностью настройки и обеспечения комфортных и безопасных условий эксплуатации.
Таким образом, заявленная конструкция укачивающего матраса, за счет размещения линейных приводов распределенными по поверхности опорного основания и подложки спального места, устройств поддержаний приводов в вертикальном положении и компенсации поворота, а также наличия контуров шумоизоляции, обеспечивающих шумоизоляцию приводов и конструкции в целом, в сочетании с возможностью управления режимами качания в автоматическом и ручном режиме, с учетом актуального состояния пользователя, обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик укачивающего матраса, за счет расширении возможностей по реализации режима качания, повышения уровня комфортности, контроля и безопасности эксплуатации устройства укачивающего матраса, а также повышения шумоизоляции конструкции.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Е Укачивающий матрас, включающий, по меньшей мере, спальное место, снабженное по нижнему основанию подложкой, и опорное основание, сопряженные с устройством управления, включающим, по меньшей мере, устройство вертикального перемещения спального места, установленное на опорном основании, соединенное с устройством управления программно-аппаратным способом режимами качания спального места, отличающийся тем, что
- подложка выполнена жесткой и недеформируемой с образованием сплошной поверхности;
- устройство вертикального перемещения включает систему распределенных по площади верхней поверхности опорного основания и нижней поверхности подложки линейных приводов с вертикально ориентированными выдвижными штоками, шарнирно сопряженными с подложкой, и устройство поддержки вертикального положения линейных приводов;
- причем, линейные приводы устройства вертикального линейного перемещения сконфигурированы с обеспечением возможности качания спального места, сопряженного с подложкой, с тремя степенями свободы, включая плоскопараллельное перемещение вдоль вертикального направления и повороты вокруг продольной и поперечной оси, с возможностью изменения положения спального места при сохранении плоской формы подложки в одной или нескольких плоскостях одновременно в соответствии с заданным программно-аппаратным образом режимом;
- а укачивающий матрас дополнительно снабжен устройством шумоизоляции.
2. Матрас по п.1 отличающийся тем, что опорное основание выполнено в виде жесткой объемной недеформируемой конструкции, обеспечивающей устойчивое равновесное положение укачивающего матраса,
3. Матрас по п.1 отличающийся тем, что устройство поддержки вертикального положения линейных приводов содержит систему жестких недеформируемых распорок между ближайшими линейными приводами, крепящихся к внешним частям обойм штоков линейных приводов.
4. Матрас по п.2 отличающийся тем, что подложка дополнительно снабжена упругими устройствами компенсации поворота, расположенными по ее нижней поверхности, соосно штокам линейных приводов, с обеспечением возможности фиксации верхнего конца штока в пазе устройства компенсации и поддержания его вертикального положения при поворотах спального места.
5. Матрас по и. 1 отличающийся тем, что спальное место выполнено в виде упругого мата плотно соединенного с подложкой, с обеспечением возможности синхронного перемещения с подложкой в соответствии с заданным программно- аппаратным образом режимом качания, без смещения смежных поверхностей подложки и упругого мата относительно друг друга.
6. Матрас по п. 5 отличающийся тем, что упругий мат соединен с подложкой разъемным соединением.
7. Матрас по п. 5 отличающийся тем, что упругий мат выполнен в виде пружинного, беспружинного, ортопедического матраса или матраса с памятью формы.
8. Матрас по п. 7 отличающийся тем, что крепление упругого мата к смежной стороне подложки выполнено в виде ленты велкро, располагаемой на сопрягаемых поверхностях.
9. Матрас по любому из п.1-8 отличающийся тем, что устройство шумоизоляции выполнено составным, включающим систему распределенных локальных контуров шумоизоляции в виде локальной оболочки вокруг каждого линейного привода и поверхностного контура шумоизоляции в виде единой оболочки охватывающей снаружи нижнюю поверхность опорного основания и верхнюю поверхность подложки, соединенных между собой по контуру боковой поверхностью оболочки поверхностного контура шумоизоляции.
10. Матрас по п. 9 отличающийся тем, что оболочка локального и поверхностного контура шумоизоляции выполнена многослойной, где каждый слой состоит из скрепленных между собой «гармошкой» ромбовидных фрагментов шумопоглощающих материалов, с возможностью растяжения оболочки при выдвижении штока и сложения при втягивании штока.
11. Матрас по п. 9 отличающийся тем, что каждая оболочка локального контура шумоизоляции присоединена сверху к нижней поверхности подложки, а снизу - к верхней поверхности опорного основания
12. Матрас по п. 1 отличающийся тем, что устройство управления, по меньшей мере, включает:
- базу данных, содержащую множество сценариев режимов качания спального места и массив данных команд управления в ручном и автоматическом режимах, вырабатывающих и/или транслирующих команды управления качанием спального места;
- программируемый контроллер,
- средства коммуникации контроллера с устройством вертикального перемещения, периферийными и пользовательскими устройствами, снабженными интерфейсами ввода и обмена информацией между ними,
- драйверы линейных приводов сопряженными с контроллером и двигателями линейных приводов,
- конверторы, преобразующие сигналы интерфейсов, датчиков, треккера сна в цифровые коды, распознаваемые контроллером внешнее устройство хранения и обработки информации соединённое посредством проводных или беспроводных средств коммуникации с контроллером;
- при этом периферийные устройства, по меньшей мере, включают систему датчиков измерения физиологических параметров пользователя, систему датчиков положения тела пользователя, по меньшей мере, фиксацией давления тела пользователя на верхнюю опорную поверхность спального места, и треккер сна, выполненный с обеспечением возможности регистрации ЭЭГ пользователя.
13. Матрас по и. 12 отличающийся тем, что контроллер сконфигурирован с возможностью осуществлять следующие действия:
- синхронизацию перемещений штоков линейных приводов
- мониторинг активности периферийных и пользовательских устройств;
- выбор из имеющегося множества режимов качаний спального места, режима соответствующего показаниям датчиков периферийных устройств и команд, формируемых на их основе или заданных пользовательскими устройствами;
- формирование и передачу управляющих команд драйверам линейных приводов, в соответствии с выбранным режимом качания и/или принудительной остановки.
14. Матрас по и. 12 отличающаяся тем, что интерфейс ввода и обмена информацией между устройством управления и пользователем выполнен встроенным в пульт управления.
15. Матрас по и. 12 отличающаяся тем, что интерфейс ввода и обмена информацией между устройством управления и пользователем сконфигурирован программно- аппаратным образом на основе носимого или стационарного компьютерного устройства.
16. Матрас по п. 12 отличающийся тем, что интерфейс ввода и обмена информацией между устройством управления и пользователем дополнительно снабжен голосовыми и/или сенсорными функциями управления.
17. Матрас по п.1 отличающийся тем, что дополнительно снабжен системой охлаждения электрических двигателей и/или верхней поверхности спального места.
18. Матрас по и. 1 отличающийся тем, что дополнительно снабжен аккумулятором, питающим линейные приводы и/или аккумулятором в качестве резервного источника питания.
19. Матрас по и. 1 отличающийся тем, что дополнительно снабжен электронной системой защиты от скачков напряжения и токов короткого замыкания.
20. Матрас по любому из пунктов и.1-19 отличающийся тем, что дополнительно снабжен чехлом, оболочка которого охватывает спальное место, опорное основание с установленными на нем линейными приводами с вертикально ориентированными штоками.
21. Матрас по любому из пунктов п.1-19 отличающийся тем, что что дополнительно снабжен чехлом, оболочка которого охватывает подложку, опорное основание с установленными на нем линейными приводами с вертикально ориентированными штоками.
PCT/RU2021/050036 2020-03-16 2021-02-16 Укачивающий матрас WO2021188016A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020110924 2020-03-16
RU2020110924A RU2020110924A (ru) 2020-03-16 2020-03-16 Укачивающий матрас

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021188016A1 true WO2021188016A1 (ru) 2021-09-23

Family

ID=77745275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050036 WO2021188016A1 (ru) 2020-03-16 2021-02-16 Укачивающий матрас

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2020110924A (ru)
WO (1) WO2021188016A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090126108A1 (en) * 2005-06-16 2009-05-21 Clas Rosenbaum Oscillating Bed Supporting Structure
US20170318978A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 James Flemister Smart Rocking Bed Device and System
RU2692665C1 (ru) * 2018-06-21 2019-06-25 Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческое предприятие "Коммунальные услуги" Устройство для профилактики и лечения пролежней
US20190290011A1 (en) * 2016-11-03 2019-09-26 Adiva Sprl Modular rocking bed with programmable control
RU2734807C1 (ru) * 2016-12-06 2020-10-23 Халиль Махмуд АБУ АЛЬ-РАББ Комплект постельных принадлежностей в виде надувного матраца и простыни и способ замены простыни на надувном матраце

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090126108A1 (en) * 2005-06-16 2009-05-21 Clas Rosenbaum Oscillating Bed Supporting Structure
US20170318978A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 James Flemister Smart Rocking Bed Device and System
US20190290011A1 (en) * 2016-11-03 2019-09-26 Adiva Sprl Modular rocking bed with programmable control
RU2734807C1 (ru) * 2016-12-06 2020-10-23 Халиль Махмуд АБУ АЛЬ-РАББ Комплект постельных принадлежностей в виде надувного матраца и простыни и способ замены простыни на надувном матраце
RU2692665C1 (ru) * 2018-06-21 2019-06-25 Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческое предприятие "Коммунальные услуги" Устройство для профилактики и лечения пролежней

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020110924A (ru) 2021-09-16
RU2020110924A3 (ru) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190223612A1 (en) Rockable Bed Frame
US10864137B2 (en) System and method of an adjustable bed with a vibration motor
US10064784B2 (en) System and method of an adjustable bed with a vibration motor
US20210307534A1 (en) Automated bed and method of operation and thereof
CN103237480B (zh) 机动床架、板条模块及床
US6175981B1 (en) Portable vibrating sleep pad
US5007410A (en) Vibrating mattress
US9182750B2 (en) System and method of a bed with a safety stop
US20170318978A1 (en) Smart Rocking Bed Device and System
WO2018023135A1 (en) Adaptive sleep system using data analtyics and learning techniques to improve individual sleep conditions
US20130191992A1 (en) Adjustable bed frame with mattress bracket
US20130276234A1 (en) Adjustable bed for true lounge and true zero g
EA018571B1 (ru) Конструкция матраца
US20200313066A1 (en) Piezoelectric adaptive mesh
CN105935332A (zh) 进行计算机控制的智能床系统
WO2021068780A1 (zh) 多功能运动模拟床
EP4021249A1 (en) Smart mattress system and methods for patient monitoring and repositioning
WO2021188016A1 (ru) Укачивающий матрас
JP2020054797A (ja) 揺動式睡眠誘導ベッドおよびベッド用水平揺動装置
RU2755464C1 (ru) Трансформируемый укачивающий матрас
CN204745286U (zh) 多功能婴童安抚睡眠装置
US10780008B2 (en) Oscillating hospital bed aimed at preventing decubitus ulcer
CN114760885A (zh) 摇摆式睡眠诱导床
CA2997972C (en) Oscillating hospital bed aimed at preventing decubitus ulcer
KR20200136446A (ko) 통합된 매트리스 조정 장치를 가진 매트리스

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21771734

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21771734

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1